Il recente caso della nave Fremantle Highway distrutta dall’incendio innescato (molto probabilmente) da un’auto elettrica ha sollevato l’attenzione dell’opinione pubblica sui rischi legati all’utilizzo delle batterie al litio. Se ci pensate, non c’è una grande differenza concettuale tra una batteria ad elevata densità energetica ed una piccola bomba. Ambedue i dispositivi riescono ad immagazzinare una grande energia in un volume relativamente piccolo: la bomba rilascia la sua energia istantaneamente quando viene provocato lo scoppio. La batteria – in linea di principio – dovrebbe rilasciare la sua energia in un arco di tempo molto più lungo. Ma se qualcosa va storto anche una batteria può rilasciare quasi istantaneamente tutta l’energia immagazzinata e allora sono guai. Se leggendo questo post vi convincerete che le batterie al litio siano dispositivi particolarmente pericolosi, ricordate che in Italia ne utilizziamo quotidianamente decine di milioni per alimentare i nostri cellulari ed altri dispositivi mobili. Il pericolo di esplosione c’è, ma è comunque molto basso, specialmente se si scelgono batterie di buona qualità e se vengono utilizzate in modo adeguato.
Man mano che si diffonde l’uso di dispositivi alimentati da batterie (in particolare le batterie al litio che oggi sono lo standard di riferimento quando servono dispositivi ad elevata densità energetica) crescono anche le segnalazioni di incendi seguiti all’improvvisa esplosione di una batteria.
Il fenomeno è noto da tempo e si conoscono numerosi casi legati all’esplosione delle batterie di telefoni cellulari o di altri dispositivi mobili. Non a caso il trasporto aereo di tali dispositivi è severamente regolamentato. In passato ci sono stati casi di particolari telefoni cellulari che non si potevano nemmeno portare a bordo.
Una batteria immagazzina energia e dovrebbe rilasciarla nel tempo in base alle esigenze del suo utilizzatore. Tuttavia in caso di malfunzionamento tutta l’energia immagazzinata può essere rilasciata quasi istantaneamente e la batteria si comporta come una specie di piccola bomba. Nel caso delle batterie al litio, un rischio ulteriore è rappresentato dall’elettrolita che è facilmente infiammabile e – in caso di rottura del dispositivo – può facilmente causare incendi.
Le cause che possono provocare lo scoppio della batteria possono essere legate al danneggiamento meccanico o chimico delle sue componenti interne ed – in particolare – degli elettrodi o del separatore che è posto al centro della batteria. Ciò può essere provocato da forti urti, esposizione ad umidità, freddo o caldo particolarmente intensi oppure – soprattutto nel caso delle batterie di scarsa qualità – a causa del semplice invecchiamento (con conseguente aumento del numero di cicli di carica e scarica).
Casi abbastanza diffusi sono stati segnalati – ad esempio – per le bici elettriche. La forte domanda associata alla ricerca di prezzi “abbordabili” ha fatto arrivare sul mercato modelli low cost dove talvolta il prezzo contenuto è stato ottenuto a scapito della qualità delle componenti. A questo si aggiunge che le batterie delle bici talvolta vengono “maltrattate” e – come vedremo qui di seguito – ciò aumenta il rischio di guasto anche per le migliori batterie.
Premesso che nessuna tecnologia è a rischio zero (anche le auto a combustione interna ogni tanto prendono fuoco ed esplodono anche se la cosa “non fa notizia“) ci sono alcuni accorgimenti elementari da seguire per ridurre i rischi.
Innanzitutto bisogna ricordare che non tutte le batterie sono uguali e che le batterie di qualità migliore hanno un prezzo più elevato. Il prezzo alto non è necessariamente garanzia di qualità (dipende dall’onestà del venditore) e quindi è necessario affidarsi a fornitori seri e qualificati, senza lesinare troppo sul prezzo d’acquisto.
Una batteria – anche di elevata qualità – è comunque a rischio se viene trattata in modo inappropriato. Un elemento fondamentale per garantire la buona conservazione delle batterie è legato al sistema di ricarica. Ad esempio, senza un adeguato controllo della temperatura interna della batteria, una ricarica effettuata quando la batteria è già surriscaldata può far aumentare la temperatura oltre i valori ammissibili, innescando processi che ne determinano un rapido deterioramento. Attenzione quindi a non utilizzare carica-batterie non adatti.
Poiché il momento della ricarica è anche quello più potenzialmente pericoloso, è comunque buona norma effettuare la ricarica mantenendo la batteria lontano da materiali facilmente infiammabili. A volte vedo i cellulari messi in ricarica vicino alle tende di casa. Si tratta di una pratica certamente non raccomandabile.
Lasciare le batterie esposte a caldo o freddo eccessivi, oppure danneggiarle meccanicamente sono tutte cause possibili per un degrado delle caratteristiche che – nei casi più gravi – può provocare anche l’esplosione del dispositivo.
Un’altra causa di danneggiamento della batteria può essere legata al semplice invecchiamento. In generale, il susseguirsi dei cicli di carica e scarica porta ad una perdita della capacità di accumulo del dispositivo, ma talvolta si assiste anche ad una deformazione della batteria che può causare perdite dell’elettrolita. Questa situazione è potenzialmente molto pericolosa soprattutto a causa della natura fortemente infiammabile dell’elettrolita contenuto all’interno delle batterie al litio.
Tutti questi problemi sono ben noti e nei laboratori di ricerca si lavora alacremente non solo per aumentare la capacità di carica delle batterie e per ridurne il costo, ma anche per aumentarne i livelli di sicurezza. In generale, mi sento di poter dire che le batterie costruite dai produttori più affidabili, hanno un elevatissimo margine di sicurezza, ma ci sono comunque ulteriori margini di miglioramento.
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